Параметры антенны турникета

Антенна турникета обычно работает с основным принципом (ряд) резонансом подобной диполю антенны. Для того, чтобы достигнуть круговой поляризации, антенна турникета имеет или внешний квадратурный гибрид как 90 делителей/объединителей степени степени или внутреннюю встроенную сеть сдвига фазы. В этом примере антенна спроектирована для 300 МГц. Интервал между двумя пересеченными диполями имеет порядок lambda/50.

freq    = 300e6;
lambda  = 3e8/freq;
offset  = lambda/50;
spacing = lambda/2;
length  = lambda/2.1;
width   = lambda/50;
anglevar= 0:10:180;
freqrange = 200e6:2e6:400e6;
gndspacing = lambda/4;

Антенна турникета

Антенна турникета создается при помощи двух идентичных диполей, ориентированных под прямым углом друг на друга. Значение по умолчанию пересеклось, дипольный элемент каталога вращается 90 градусами, чтобы настроить его в плоскости X-Y. Желаемые 90 сдвигов фазы степени получены путем определения сдвига фазы второго диполя до 90 степеней

d  = dipole('Length',length,'Width',width);
ant= dipoleCrossed('Element',d,'Tilt',90,'TiltAxis',[0 1 0]);
figure; show(ant);

График ниже показов потеря возврата первого элемента антенны турникета. Когда эти два элемента идентичны, потеря возврата второго диполя должна быть тем же самым. Элементы являются хорошо соответствующими к системе на 75 Ом.

figure;
returnLoss(ant, freqrange, 75);

Диаграмма направленности пересеченного диполя симметрична о x-y плоскости, и пиковое значение близко к 2.1dBi.

pattern(ant, freq);

Коэффициент эллиптичности турникета вычислен и построен в двух основных плоскостях. Как видно в графике, коэффициент эллиптичности меньше 3 дБ, приблизительно 45 градусов по обе стороны от опорного направления. Это указывает, что антенна дает близко к круговой поляризации в 90 областях степени вокруг опорного направления.

AR1 = axialRatio(ant, freq, 0, anglevar);
AR2 = axialRatio(ant, freq, 90, anglevar);
figure;
plot(anglevar, AR1, 'r*-', anglevar, AR2, 'ro-');
axis([0 180 0 5]);
grid on;
xlabel('elevation (deg)')
legend('az = 0', 'az = 90')
ylabel('Axial ratio (dB)');
title('turnstile antenna')

3 массива турникета элемента

Фигура ниже показов три массива турникета элемента. Интервал между элементами выбран, чтобы быть lambda/2. Первый элемент турникета в начале координат, в то время как другими двумя элементами является одна половина длины волны далеко.

arr=linearArray('Element',ant,'ElementSpacing',spacing,'NumElements',3);
show(arr);

График ниже показов направленность результирующего массива. Пиковое значение близко к 6.8 dBi. Шаблон все еще симметричен о плоскости X-Y.

pattern(arr, freq);

4 массива турникета элемента с отражателем

Чтобы предотвратить потерю излучения ниже x-y плоскости, отражатель может быть добавлен. Ниже четыре массива турникета элемента, поддержанные отражателем. Длина отражателя является дважды длиной волны, в то время как ширина является длиной волны. Интервал между отражателем и антенной является длиной волны четверти. Массив симметричен вокруг начала координат, таким образом, нет никакого элемента в начале координат.

r = reflector('Exciter',ant,'GroundPlaneLength',lambda/2,              ...
    'GroundPlaneWidth', lambda,'Spacing',gndspacing);
refarray =linearArray('Element',r,'ElementSpacing',spacing,'NumElements',4);
show(refarray);

График ниже показов диаграмма направленности четырех массивов элемента. Пиковое значение близко к 12.6 dBi. Присутствие отражателя гарантирует, что большая часть энергии излучена вдоль положительной оси z.

figure;
pattern(refarray, freq);

График ниже показов срез шаблона под нулевым углом азимута.

figure;
patternElevation(refarray, freq);

4 массива турникета элемента по Богу основывают плоскость

Массив турникета по электрически большой структуре может быть аппроксимирован путем размещения его по бесконечной наземной плоскости. Это может быть достигнуто путем создания наземной длины плоскости отражателя бесконечной.

refarray.Element.GroundPlaneLength = inf;
show(refarray);

График ниже показов диаграмма направленности массива турникета по бесконечной наземной плоскости. Как ожидалось никакая энергия не пропущена ниже земли.

pattern(refarray, freq);

Ссылка

[1] Г. Х. Браун, "Антенна турникета", Электроника, апрель 1936, стр 14-17.